【正文】 小于0：其絕對值表示等待使用該資源的進(jìn)程個(gè)數(shù) (2) 信號(hào)量初值為非負(fù)的整數(shù)變量，代表資源數(shù)。 　(3) 進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便其它進(jìn)程能及時(shí)進(jìn)入自己的臨界區(qū)。 　 (2) 任何時(shí)候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個(gè)。 2) 臨界區(qū)：在每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序。2) 互斥：排它性訪問即競爭同一個(gè)物理資源而相互制約。 　(4) PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志?！?2) 操作系統(tǒng)根據(jù)PCB對進(jìn)程實(shí)施控制和管理。2) 進(jìn)程控制塊的作用：進(jìn)程控制塊是進(jìn)程組成中最關(guān)鍵的部分。 3) 進(jìn)程與程序的主要區(qū)別：(1) 程序是永存的，進(jìn)程是暫時(shí)的 (2) 程序是靜態(tài)的觀念，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的觀念(3) 進(jìn)程由三部分組成：程序+數(shù)據(jù)+進(jìn)程控制塊（描述進(jìn)程活動(dòng)情況的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）(4) 進(jìn)程和程序不是一一對應(yīng)的 　 一個(gè)程序可對應(yīng)多個(gè)進(jìn)程即多個(gè)進(jìn)程可執(zhí)行同一程序 　 一個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)程序 4) 進(jìn)程特征：動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、調(diào)度性、異步性、結(jié)構(gòu)性 進(jìn)程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 1) 進(jìn)程基本狀態(tài)　(1) 運(yùn)行態(tài)（Running）：進(jìn)程正在占用CPU；　(2) 就緒態(tài)（Ready）：進(jìn)程具備運(yùn)行條件，但尚未占用CPU； 　(3) 阻塞態(tài)（Blocked）：進(jìn)程由于等待某一事件不能享用CPU。 2) 多道程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：多個(gè)程序共享系統(tǒng)資源、多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行 3) 多道程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：提高資源利用率、增加系統(tǒng)吞吐量什么是進(jìn)程，進(jìn)程與程序的區(qū)別和關(guān)系 1) 進(jìn)程的引入由于多道程序的特點(diǎn)，程序具有了并行、制約和動(dòng)態(tài)的特征，就使得原來程序的概念已難以刻劃和反映系統(tǒng)中的情況了。第2章 進(jìn)程管理 程序順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行比較 順序執(zhí)行并發(fā)執(zhí)行程序順序執(zhí)行間斷執(zhí)行，多個(gè)程序各自在“走走停?！狈N進(jìn)行程序具有封閉性程序失去封閉性獨(dú)享資源 共享資源 具有可在現(xiàn)性失去可再現(xiàn)性 分時(shí)：主要是指若干并發(fā)程序?qū)PU時(shí)間的共享。是宏觀上的概念。系統(tǒng)調(diào)用界面用戶在自己的Ｃ程序中使用系統(tǒng)調(diào)用，從而獲取系統(tǒng)更基層的服務(wù)。：命令界面、圖形界面和系統(tǒng)調(diào)用界面命令界面在提示符之后用戶從鍵盤上輸入命令，系統(tǒng)提供相應(yīng)服務(wù)。設(shè)備管理：包括緩沖管理、設(shè)備分配、和設(shè)備無關(guān)性。多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)：多道、成批分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)：同時(shí)性、交互性、獨(dú)立性、及時(shí)性實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)：交互能力較弱，系統(tǒng)專用，響應(yīng)時(shí)間更嚴(yán)格、及時(shí)、可靠性要求更高網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：分布性、自治性、互連性、可見性分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：透明性、靈活性、可靠性、高性能、可擴(kuò)充性：包括內(nèi)存分配、址映射、內(nèi)存保護(hù)和內(nèi)存擴(kuò)充。很強(qiáng)的文件處理能力，以文件方法實(shí)現(xiàn)I/O功能，管理十分方便。 它提供命令接口,交互性好,用戶在終端上操作,即可得到系統(tǒng)的即時(shí)響應(yīng) 在交互環(huán)境下,一個(gè)用戶使用終端,大部分時(shí)間用于操作鍵盤輸入字符,或閱讀思考系統(tǒng)送回顯示 , ,取得主機(jī)的服務(wù) 3) 批處理系統(tǒng)采用并發(fā)處理方式，作業(yè)搭配，利用外設(shè)申請中斷的功能，通過系統(tǒng)調(diào)度程序進(jìn)行 操作。聯(lián)機(jī)I/O是指作業(yè)的輸入、調(diào)入內(nèi)存以及結(jié)果輸出都在CPU直接控制下進(jìn)行。3) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是 ，管理和控制 的系統(tǒng)軟件。（ ）填空題1) 從人機(jī)交互方式來看，操作系統(tǒng)是用戶與機(jī)器的 。（ ）13) 用戶可以完全按照自己的意愿生成操作系統(tǒng)。（ ）11) 多用戶必須使用多終端。（ ）9) 多用戶系統(tǒng)一定采用多道技術(shù)。（ ）7) 操作系統(tǒng)的兩大使命，服務(wù)用戶和管理資源是統(tǒng)一的。（ ）5) 虛擬機(jī)是指硬件外層的軟件。（ ）3) 操作系統(tǒng)是存在ROM 上的軟件。 判斷題1) OS的最終目標(biāo)是管理好軟件和硬件資源?！　? 　　 　 8) 沒有下列設(shè)備（ ），計(jì)算機(jī)無法工作。　　2) 多道程序設(shè)計(jì)是指（ ）。　　　功能：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、資源共享和保護(hù)、提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)接口等 　?、?分布式操作系統(tǒng) 　　定義：運(yùn)行在不具有共享內(nèi)存的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，但用戶眼里卻像是一臺(tái)計(jì)算機(jī)?！?2) 多用戶操作系統(tǒng)多：代表是UNIX，具有更強(qiáng)大的功能和更多優(yōu)點(diǎn)。 　　　管理方便：根據(jù)用戶自己的使用要求，方便的對系統(tǒng)進(jìn)行管理。 　(2) 分時(shí)系統(tǒng)的特征：　　　同時(shí)性：若干用戶可同時(shí)上機(jī)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　　　交互性：用戶能方便地與系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)對話　　　獨(dú)立性：系統(tǒng)中各用戶可以彼此獨(dú)立地操作，互不干擾或破壞　　　及時(shí)性：用戶能在很短時(shí)間內(nèi)得到系統(tǒng)的響應(yīng)　(3) 優(yōu)點(diǎn)主要是： 　　　響應(yīng)快，界面友好 　　　多用戶，便于普及 　　　便于資源共享 3) 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 　(1) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)：響應(yīng)時(shí)間很快，可以在毫秒甚至微秒級立即處理　(2) 典型應(yīng)用形式：過程控制系統(tǒng)、信息查詢系統(tǒng)、事務(wù)處理系統(tǒng)　(3) 與分時(shí)系統(tǒng)的主要區(qū)別： 分時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)交互能力強(qiáng)（通用系統(tǒng)）弱（專用系統(tǒng)）響應(yīng)時(shí)間秒級及時(shí)，毫秒/微妙級可靠性一般要求要求更高4) 個(gè)人機(jī)系統(tǒng)　(1) 單用戶操作系統(tǒng) 　　單用戶操作系統(tǒng)特征： 　　　個(gè)人使用：整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)人操縱，使用方便。它是通過系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的。但同一程序在相同的初始數(shù)據(jù)下，無論何時(shí)運(yùn)行都應(yīng)獲得同樣的結(jié)果。2) 共享：共享是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源被多個(gè)任務(wù)所共用。操作系統(tǒng)的基本特征？操作系統(tǒng)基本特征：并發(fā)，共享和異步性。1) 存儲(chǔ)器管理：內(nèi)存分配，地址映射，內(nèi)存保護(hù)和內(nèi)存擴(kuò)充 2) 處理機(jī)管理：作業(yè)和進(jìn)程調(diào)度，進(jìn)程控制和進(jìn)程通信 3) 設(shè)備管理：緩沖區(qū)管理，設(shè)備分配，設(shè)備驅(qū)動(dòng)和設(shè)備無關(guān)性 4) 文件管理：文件存儲(chǔ)空間的管理，文件操作的一般管理，目錄管理，文件的讀寫管理和存取控制 5) 用戶接口：命令界面/圖形界面和系統(tǒng)調(diào)用接口 操作系統(tǒng)的地位操作系統(tǒng)是裸機(jī)之上的第一層軟件，是建立其他所有軟件的基礎(chǔ)。操作系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書操作系統(tǒng)課程組信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系75第1章 操作系統(tǒng)引論 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)什么是操作系統(tǒng)? 操作系統(tǒng)：是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。1) OS是什么：是系統(tǒng)軟件（一整套程序組成，如UNIX由上千個(gè)模塊組成）2) 管什么：控制和管理系統(tǒng)資源（記錄和調(diào)度）操作系統(tǒng)的主要功能? 操作系統(tǒng)的功能：存儲(chǔ)器管理、處理機(jī)管理、設(shè)備管理、文件管理和用戶接口管理 。它是整個(gè)系統(tǒng)的控制管理中心，既管硬件，又管軟件，它為其它軟件提供運(yùn)行環(huán)境。1) 并發(fā)：并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)活動(dòng)在同一給定的時(shí)間間隔中進(jìn)行。 3) 異步性：每個(gè)程序什么時(shí)候執(zhí)行，向前推進(jìn)速度快慢，是由執(zhí)行的現(xiàn)場所決定。操作系統(tǒng)的主要類型？ 多道批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、個(gè)人機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分布式系統(tǒng) 1) 多道批處理系統(tǒng) (1) 批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)：多道、成批 (2) 批處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量大 (3) 批處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)：等待時(shí)間長、沒有交互能力 2) 分時(shí)系統(tǒng) 　(1) 分時(shí)：指若干并發(fā)程序?qū)PU時(shí)間的共享。共享的時(shí)間單位稱為時(shí)間片。 　　　界面友好：人機(jī)交互的方式，圖形界面?！　　∵m于普及：滿足一般的工作需求，價(jià)格低廉?！　、?網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) = 計(jì)算機(jī)技術(shù)+通信技術(shù) 　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特征：分布性、自治性、互連性、可見性 　　網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)功能 　　本機(jī)+網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：本地OS之上覆蓋了網(wǎng)絡(luò)OS，可以是同構(gòu)的也可以是異構(gòu)的。（分布式系統(tǒng)無本地操作系統(tǒng)運(yùn)行在各個(gè)機(jī)器上）　　分布式系統(tǒng)特征：分布式處理、模塊化結(jié)構(gòu)、利用信息通信、實(shí)施整體控制 　　分布式操作系統(tǒng)特點(diǎn)：透明性、靈活性、可靠性、高性能、可擴(kuò)充性 習(xí)題練習(xí)選擇題 1) 操作系統(tǒng)是一種（ ）。　　　　　3) 操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是正確性，下列（ ）因素不會(huì)影響該目標(biāo)?　 　 　 　 4) 在下列操作系統(tǒng)的各個(gè)功能組成部分中,哪一個(gè)不需要有硬件的支持？　 5) 下列操作系統(tǒng)中，（ ）是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 6) 若把操作系統(tǒng)看作是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者，下列（ ）不屬于操作系統(tǒng)所管理的資源？ 7) 操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的（ ）。 9) 操作系統(tǒng)采用最多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是（ ）。（ ）2) 系統(tǒng)軟件指的就是操作系統(tǒng)。（ ）4) 從用戶的角度,操作系統(tǒng)可以看成計(jì)算機(jī)硬件的擴(kuò)充。（ ）6) 用戶使用計(jì)算機(jī)，不必知道內(nèi)部數(shù)據(jù)是如何存放的。（ ）8) 多道程序設(shè)計(jì)既在內(nèi)存中的多個(gè)程序并行運(yùn)行。（ ）10) 只有多重處理系統(tǒng)可以為多用戶服務(wù)。（ ）12) 分時(shí)系統(tǒng)中時(shí)間片越長越好。（ ）14) 操作系統(tǒng)的冷,熱啟動(dòng)差別只在于是否有加電自檢的過程。2) 從管理角度看，操作系統(tǒng)是管理資源的 。 簡答題1) 何謂脫機(jī)I/O,聯(lián)機(jī)I/O ? 2) 分時(shí)系統(tǒng)為什么能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的操作?為什么主機(jī)間斷的服務(wù),用戶卻覺得在連續(xù)地工作?3) 批處理系統(tǒng)及分時(shí)系統(tǒng)中各用戶均能共享系統(tǒng)資源,在共享系統(tǒng)資源的方法上有什么不同?4) 為什么UNIX系統(tǒng)是小型機(jī)的主導(dǎo)操作系統(tǒng)?從系統(tǒng)功能的角度說明之5) 操作系統(tǒng)的五大類型的特點(diǎn)6) 簡述操作系統(tǒng)的功能7) 多道程序設(shè)計(jì)的基本思想 8) 操作系統(tǒng)一般為用戶提供了哪三種界面?各有什么特點(diǎn)? 9) 解釋下列術(shù)語：并發(fā)，吞吐量，分時(shí)，實(shí)時(shí) 習(xí)題解答選擇題 簡答題1) 脫機(jī)I/O是指輸入／輸出工作不受主機(jī)直接控制，而由衛(wèi)星機(jī)專門負(fù)責(zé)完成I/O， 主機(jī)專門完成快速計(jì)算任務(wù)，從而二者可以并行操作。2) 分時(shí)系統(tǒng)提供兩種接口:命令接口和系統(tǒng)調(diào)用,主機(jī)在中斷結(jié)構(gòu)和時(shí)鐘系統(tǒng)的支持下,把CPU時(shí)間 分成時(shí)間片,每個(gè)程序只運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片,就產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘中斷,控制轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)選 擇另一個(gè)用戶程序。分時(shí)系統(tǒng)各用戶按時(shí)間片分享CPU，使系統(tǒng)具備共享能力，具有較強(qiáng)的進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理和文件管理的功能，實(shí)用層有命令的解釋和語言系統(tǒng)等實(shí)用軟件，也有大量的應(yīng)用軟件，系統(tǒng)便于掌握，也便于擴(kuò)展，代碼采用C語言 移植性強(qiáng)。良好的開發(fā)環(huán)境5. 操作系統(tǒng)有以下幾種類型：多道批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 和分布式操作系統(tǒng)。作業(yè)管理：包括作業(yè)的創(chuàng)建,撤消,用戶界面的設(shè)計(jì)進(jìn)程管理: 進(jìn)程控制和進(jìn)程通信。文件管理：包括文件存空間的管理、文件操作的一般管理、目錄管理、文件的讀寫管理和存取控制。 圖形界面用戶利用鼠標(biāo)、窗口、菜單、圖標(biāo)等圖形用戶界面工具，可以直觀、方便、有效地 使用系統(tǒng)服務(wù)和各種應(yīng)用程序及實(shí)用工具。：是指兩個(gè)或多個(gè)活動(dòng)在同一給定的時(shí)間間隔中進(jìn)行。吞吐量：在一段給定的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)所能完成的總工作量。實(shí)時(shí)：表示及時(shí)或既時(shí)。有直接和簡接的相互制約 多道程序設(shè)計(jì)概念及其優(yōu)點(diǎn) 1) 多道程序設(shè)計(jì)：是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)或更多個(gè)程序。2) 進(jìn)程：程序在并發(fā)環(huán)境下的執(zhí)行過程。2) 進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 (1) 就緒態(tài)運(yùn)行態(tài) (2) 運(yùn)行態(tài)就緒態(tài) (3) 運(yùn)行態(tài)阻塞態(tài) (4) 阻塞態(tài)就緒態(tài)進(jìn)程是由哪些部分組成, 進(jìn)程控制塊的作用 1) 進(jìn)程的組成：由程序、數(shù)據(jù)集合和PCB三部分組成?！?1) 每個(gè)進(jìn)程有唯一的PCB?！?3) 進(jìn)程的動(dòng)態(tài)、并發(fā)等特征是利用PCB表現(xiàn)出來的。PCB組織方式 　線性隊(duì)列、鏈接表、索引表進(jìn)程的同步與互斥 1) 同步：是進(jìn)程間共同完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。什么是臨界資源、臨界區(qū)？1) 臨界資源：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源。3) 互斥進(jìn)入臨界區(qū)的準(zhǔn)則： 　(1) 如果有若干進(jìn)程要求進(jìn)入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。如已有進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。 　 (4) 如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。(3) 信號(hào)量值可變，但僅能由Ｐ、Ｖ操作來改變。2) V操作原語（荷蘭語的等待）V(S) 　(1) V操作一次，S值加1，即S＝S+１（釋放一單位量資源）； (2) 如果S＞0，表示有資源，則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行； 　如果S≤0，則釋放信號(hào)量隊(duì)列上的第一個(gè)PCB所對應(yīng)的進(jìn)程（阻塞態(tài)改為就緒態(tài)），執(zhí)行V操作的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。 2. 作業(yè)狀態(tài)變遷圖： 　　　作業(yè)調(diào)度和調(diào)度的功能 1. 作業(yè)調(diào)度的任務(wù) 　　后備狀態(tài) →執(zhí)行狀態(tài) 　　執(zhí)行狀態(tài) →完成狀態(tài) 2. 作業(yè)調(diào)度的功能 　1) 記錄系統(tǒng)中各個(gè)作業(yè)的情況 　2) 按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊(duì)列中挑選作業(yè) 　3) 為選中的作業(yè)分配內(nèi)存和外設(shè)等資源 　4) 為選中的作業(yè)建立相應(yīng)的進(jìn)程 　5) 作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行善后處理工作 進(jìn)程調(diào)度和調(diào)度的功能 1. 進(jìn)程調(diào)度：后備狀態(tài) →執(zhí)行狀態(tài) 2. 進(jìn)程調(diào)度時(shí)機(jī)：任務(wù)完成后、等待資源時(shí)、運(yùn)行到時(shí)了、發(fā)現(xiàn)重調(diào)標(biāo)志 3. 進(jìn)程調(diào)度的功能：保存現(xiàn)場、挑選進(jìn)程、恢復(fù)現(xiàn)場兩級調(diào)度模型　作業(yè)調(diào)度和進(jìn)